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生物的變異、育種和進化 (時間:45分鐘,滿分:100分) 一、選擇題(每小題6分,共72分) 1.用人工誘變的方法使黃色短桿菌的某基因模板鏈的部分脫氧核苷酸序列發(fā)生如下變化:CCGCTAACG→CCGCGAACG,那么黃色短桿菌將發(fā)生的變化和結果是(可能用到的密碼子:天冬氨酸—GAU、GAC;丙氨酸—GCA、GCU、GCC、GCG)(　　) A.基因突變,性狀改變 B.基因突變,性狀沒有改變 C.染色體結構改變,性狀沒有改變 D.染色體數(shù)目改變,性狀改變 答案 A 解析 由題意可知,基因模板鏈中CTA轉變成CGA,mRNA中相應的密碼子由GAU轉變成GCU,多肽中相應的氨基酸由天冬氨酸轉變成丙氨酸。因此,黃色短桿菌發(fā)生了基因突變,性狀也發(fā)生了改變。由于只是部分堿基的改變,所以不會導致染色體結構和數(shù)目的變化。 2.(2018山東青島期初調研檢測)下圖所示為細胞中所含的染色體,下列有關敘述正確的是(　　) A.a含有2個染色體組,b含有3個染色體組 B.如果b表示體細胞,則b代表的生物一定是三倍體 C.如果c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細胞,則該生物一定是二倍體 D.d代表的生物一定是由卵細胞發(fā)育而成的,是單倍體 答案 C 解析 由題圖可知,a含有4個染色體組,A項錯誤;b含有3個染色體組,如果b表示體細胞,則該生物可能是三倍體,也可能是單倍體,B項錯誤;c含有2個染色體組,如果c代表由受精卵發(fā)育成的生物的體細胞,則該生物一定是二倍體,C項正確;d含有一個染色體組,是由配子發(fā)育而來的單倍體,D項錯誤。 3.(2018黑龍江哈爾濱二模)下列有關生物變異的說法,正確的是 (　　) A.減數(shù)第二次分裂時,非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于基因重組 B.基因突變后,若堿基對增添或缺失,則基因數(shù)也增加或減少 C.三倍體無子西瓜無法產生后代,這種變異屬于不可遺傳的變異 D.基因突變、基因重組和染色體變異均可為生物的進化提供原材料 答案 D 解析 減數(shù)第二次分裂時,細胞中無同源染色體,非姐妹染色單體之間的交叉互換屬于染色體結構變異中的易位;基因突變的結果是形成等位基因,基因數(shù)目不變;在三倍體無子西瓜形成過程中,細胞的遺傳物質發(fā)生了改變,為可遺傳的變異。 4.在細胞分裂過程中出現(xiàn)了甲、乙、丙、丁4種變異類型,圖甲中英文字母表示染色體片段。下列有關敘述正確的是(　　) A.圖甲、乙、丙、丁都發(fā)生了染色體結構變異,增加了生物變異的多樣性 B.甲、乙、丁三圖中的變異類型都可以用顯微鏡觀察檢驗 C.甲、乙、丁三圖中的變異只會出現(xiàn)在有絲分裂過程中 D.乙、丙兩圖中的變異只會出現(xiàn)在減數(shù)分裂過程中 答案 B 解析 圖甲中發(fā)生了染色體片段增加,屬于染色體結構變異;圖乙發(fā)生了個別染色體數(shù)目的增加,屬于染色體數(shù)目變異;圖丙發(fā)生了交叉互換,屬于基因重組;圖丁所示屬于染色體結構變異中的易位。染色體變異可以用顯微鏡觀察到,基因重組不能用顯微鏡觀察到。染色體變異可以發(fā)生在分裂過程的任何時期,因此不會只出現(xiàn)在有絲分裂或減數(shù)分裂過程中,交叉互換只能發(fā)生在減數(shù)分裂的四分體時期。 5.下圖是某種高等動物的幾個細胞分裂示意圖(數(shù)字代表染色體,字母代表染色體上帶有的基因)。下列相關說法錯誤的是 (　　) A.圖甲細胞表明該動物發(fā)生了基因重組 B.圖乙細胞由于進行DNA復制時解開了雙螺旋,容易發(fā)生基因突變 C.圖丙細胞中1與2的片段部分交換屬于基因重組 D.圖丙細胞表示發(fā)生基因的自由組合 答案 A 解析 根據(jù)題干知,圖甲、圖乙、圖丙分別是同一種動物的細胞分裂示意圖。圖甲細胞中著絲點已分開,而且有同源染色體,是有絲分裂,造成兩條相同染色體上基因不同的原因是基因突變;基因重組通常發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,所以圖甲細胞不能進行基因重組。圖乙細胞處于分裂間期。圖丙細胞中同源染色體正在分開,處于減數(shù)第一次分裂;1與2的片段部分交換,是同源染色體的非姐妹染色單體間發(fā)生的交叉互換,屬于基因重組;圖丙細胞中同源染色體分離,非同源染色體自由組合。 6.玉米株色的紫色(A)對綠色(a)為顯性,該對基因位于第6號染色體上。將經(jīng)X射線照射的紫株玉米的花粉授給綠株玉米,F1中出現(xiàn)1%的綠株。F1紫株和綠株的第6號染色體的檢測結果如右圖所示。相關敘述正確的是(　　) A.親本中紫株的基因型為Aa,綠株的基因 型為aa B.X射線照射紫株花粉后,1%的花粉發(fā)生了基因突變 C.F1紫株的基因型為Aa,F1綠株的基因型為aa D.F1紫株和綠株雜交,F2有4種基因型,2種表現(xiàn)型 答案 D 解析 由圖可知,X射線照射紫株玉米的花粉后,導致1%的雄配子第6號染色體發(fā)生了染色體片段缺失,從而丟失了部分基因,導致F1中出現(xiàn)1%的綠株。由于F1中含2條正常6號染色體的表現(xiàn)為紫株,有1條6號染色體片段缺失的表現(xiàn)為綠株,且綠株只占F1的1%,故親本紫株的基因型為AA,綠株的基因型為aa,F1紫株的基因型為Aa,綠株的基因型為aO。F1紫株和綠株雜交,即AaaO,F2有4種基因型(Aa、AO、aa、aO),2種表現(xiàn)型(紫株、綠株)。 7.下列關于染色體變異和基因突變的主要區(qū)別的敘述,錯誤的是 (　　) A.染色體結構變異是染色體的一個片段增加、缺失或替換等,而基因突變則是DNA分子中堿基對的替換、增加或缺失 B.原核生物和真核生物均可以發(fā)生基因突變,但只有真核生物能發(fā)生染色體變異 C.基因突變一般是微小突變,其對生物體影響較小,而染色體結構變異是較大的變異,其對生物體影響較大 D.多數(shù)染色體結構變異可通過光學顯微鏡觀察進行鑒別,而基因突變則不能 答案 C 解析 基因突變是分子水平上的變異,只涉及基因中一個或幾個堿基對的改變,在光學顯微鏡下觀察不到,原核生物和真核生物都可以發(fā)生;染色體結構變異是染色體的一個片段的變化,只有真核生物可以發(fā)生?；蛲蛔兒腿旧w結構變異都可能對生物的性狀產生較大影響。 8.(2018廣東廣州模擬)下圖中,甲、乙表示水稻兩個品種,A、a和B、b表示分別位于兩對同源染色體上的兩對等位基因,①~⑧表示培育水稻新品種的過程。下列有關說法錯誤的是(　　) A.①→②過程簡便,但培育周期長 B.②和⑦的變異都發(fā)生于有絲分裂間期 C.③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng) D.⑤與⑧過程的育種原理不相同 答案 B 解析 ①→②過程表示雜交育種,該育種方法簡便,但培育周期長,A項正確。②的變異屬于基因重組,發(fā)生在減數(shù)分裂過程中;⑦的變異屬于染色體數(shù)目變異,有絲分裂前期紡錘體的形成受到抑制,有絲分裂后期染色體不能被紡錘絲拉向兩極,細胞也不能分裂成兩個子細胞,B項錯誤。③過程常用的方法是花藥離體培養(yǎng),C項正確。⑤是誘變育種,原理是基因突變,⑧是基因工程育種,原理是基因重組,兩個過程的育種原理不相同,D項正確。 9.下圖展示了普通小麥(六倍體)的培育過程。據(jù)圖判斷下列說法正確的是(　　) A.普通小麥的一個染色體組中含有14條染色體 B.雜種F1和雜種F2同屬一個新的物種 C.二粒小麥和普通小麥通過自交都能產生種子,因此都是可育的 D.染色體加倍只能通過秋水仙素處理萌發(fā)的種子來實現(xiàn) 答案 C 解析 普通小麥是六倍體,體細胞內含有42條染色體,每個染色體組中有7條不同的染色體,A項錯誤;雜種F1和雜種F2的遺傳物質來自不同的物種,不屬于同一個新的物種,B項錯誤;圖中染色體加倍除可通過秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗外,也可以通過低溫處理幼苗來實現(xiàn),D項錯誤。 10.一萬年前,科羅拉多大峽谷中的松鼠(原種群中黑毛基因A的基因頻率為50%)被一條河流分隔成兩個種群,兩個種群現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生明顯的分化。研究人員指出,經(jīng)過長期演化兩個種群可能形成兩個物種,下列說法錯誤的是(　　) A.物種的形成必須通過a才能最終達到c B.①②③④⑤⑥為生物進化提供原材料 C.b表示自然選擇過程 D.若環(huán)境變化后,原種群中基因型為AA、Aa的個體數(shù)量在一年后各增加20%,基因型為aa的個體數(shù)量減少20%,則一年后a的基因頻率為5/11 答案 A 解析 圖中a表示地理隔離,c表示生殖隔離,地球上新物種的形成往往要先經(jīng)歷地理隔離,最終達到生殖隔離,但不一定都是這樣,A項錯誤;①②③④⑤⑥表示物種形成過程中變異的不定向性,為生物進化提供原材料,B項正確;b表示自然選擇,C項正確;據(jù)題意,假設原種群中有100個個體,則AA個體有25個,Aa個體有50個,aa個體有25個,若環(huán)境變化后,種群中基因型為AA、Aa、aa的個體數(shù)量依次為30個、60個和20個,因此一年后a的基因頻率為(601+202)/(1102)=5/11,D項正確。 11.鼠尾草的雄蕊高度?；?成為活動的杠桿系統(tǒng),并與蜜蜂的大小相適應。當蜜蜂前來采蜜時,根據(jù)杠桿原理,上部的長臂向下彎曲,使頂端的花藥接觸到蜜蜂背部,花粉便散落在蜜蜂背上。由此無法推斷出(　　) A.在鼠尾草進化的過程中,雄蕊?；幕蝾l率升高 B.鼠尾草和蜜蜂間存在捕食和寄生兩種種間關系 C.鼠尾草雄蕊的形態(tài)是自然選擇的結果 D.鼠尾草花的某些形態(tài)特征與傳粉昆蟲的某些形態(tài)特征相適應,屬于共同進化 答案 B 解析 蜜蜂采食花蜜是為了獲取食物并釀蜜,同時蜜蜂在采食花蜜時對花起到了傳粉作用,有利于花之間的傳粉,體現(xiàn)了生物之間的種間互助關系。 12. 某高稈玉米(基因型為Aa)3號染色體如右圖所示。該高稈玉米自交后代高稈∶矮稈=1∶1,出現(xiàn)該結果的可能原因是(　　) A.A、a不位于3號染色體上,3號缺失染色體純合致死 B.A、a不位于3號染色體上,含3號缺失染色體的花粉不育 C.A位于3號正常染色體上,3號缺失染色體純合致死 D.a位于3號正常染色體上,含3號缺失染色體的花粉不育 答案 D 解析 A、a基因如果不在3號染色體上,高稈玉米自交后代為高稈∶矮稈=3∶1,而題干中高稈玉米自交后代高稈∶矮稈=1∶1,說明A、a基因位于3號染色體上。若A基因位于正常染色體上,3號缺失染色體純合致死,則該高稈玉米自交后代全為高稈;若a位于3號正常染色體上,含3號缺失染色體的花粉不育,則該高稈玉米自交后代高稈∶矮稈=1∶1。 二、非選擇題(共28分) 13.(12分)回答下列關于生物變異的問題。 (1)太空育種是利用太空條件使相關種子發(fā)生了　　　　　　　　　　(填變異類型),進而選育出品優(yōu)或量高的新品種。但實際培育過程中,會出現(xiàn)處理過的種子有的出苗后不久就死亡,絕大多數(shù)的產量和品質下降等情況,這說明了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在其中也發(fā)現(xiàn)了極少數(shù)品質好、產量高的個體,這說明了變異是　　　　　　　　　　　。 (2)下圖甲表示鐮刀型細胞貧血癥的發(fā)病機理,該病發(fā)病的根本原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,其中轉運纈氨酸的tRNA一端裸露的三個堿基應該是　　　　　　。 (3)某動物的基因型為AABb,該動物體的一個體細胞有絲分裂過程中一條染色體上的基因如圖乙,則兩條姐妹染色單體上的基因不同的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)圖丙表示兩種類型的變異,其中屬于基因重組的是　　　(填序號),屬于染色體結構變異的是　　　(填序號),從發(fā)生的染色體種類來看,兩種變異的主要區(qū)別是　 　。 答案 (1)基因突變　基因突變對大多數(shù)個體來說是有害的　不定向的 (2)DNA復制時,其中的一個堿基對(A—T)被另一個堿基對(T—A)所替換　CAU (3)發(fā)生了基因突變 (4)①?、凇、侔l(fā)生在同源染色體之間,②發(fā)生在非同源染色體之間 解析 (2)鐮刀型細胞貧血癥的根本原因是DNA在復制時,其中的一個堿基對被另一個堿基對所替換。題圖中異常的轉錄模板鏈上的三個堿基是CAT,所以轉錄后對應的密碼子是GUA,則反密碼子是CAU。(3)體細胞在進行有絲分裂時不能進行聯(lián)會,所以不能發(fā)生同源染色體非姐妹染色單體間的交叉互換,因此,該細胞中兩條姐妹染色單體上的基因不同的原因只能是基因突變。(4)從圖丙中可以看出,①為同源染色體間的交叉互換,所以屬于基因重組;②為非同源染色體間的互換,屬于染色體結構變異。 14.(16分)某時期,在一條大河南岸的大塊農田中發(fā)生某種甲蟲的蟲害,承包土地的農民起初在農田里噴灑某種殺蟲劑R,取得較好的效果,但幾年后又不得不以放養(yǎng)青蛙來代替噴灑農藥。下圖為在此時期內這種甲蟲種群密度變化示意圖,據(jù)圖回答下列問題。 (1)從A點到B點,在施用殺蟲劑的初期,害蟲種群密度都急劇下降,但仍有極少數(shù)個體得以生存,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)從B點到C點曲線回升的原因是這種抗藥性的變異是可以　　　　的,通過一代代的積累,使害蟲種群的抗藥性增強了,在這個過程中,農藥對害蟲起　　　　作用,這是通過農藥與害蟲之間的　　　　　　　　實現(xiàn)的,農藥對害蟲所起作用的實質就是定向地改變害蟲種群中的　　　　　　　　　,使之向抗藥性的方向演化。 (3)如果A到D都為農藥防治期,這說明在C點時,農民在使用農藥時可能采取了某種措施,這種措施最可能是　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)若在這條大河的北岸也發(fā)現(xiàn)了與南岸的甲蟲外形很相似的甲蟲種群,將兩岸甲蟲放在一起飼養(yǎng),發(fā)現(xiàn)這兩個種群的甲蟲可以交配并產生小甲蟲,但小甲蟲不育,這說明兩個種群之間存在　　　　　　　　。 (5)大河南岸的馬鈴薯地和玉米地里都有這種甲蟲種群,經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)它們的基因型共有5種,這反映了生物多樣性中的　　　　多樣性。 (6)某種群中EE、Ee、ee的基因型頻率如下圖所示,圖中陰影部分表示繁殖成功率低的個體。則該種群經(jīng)多代選擇后三種基因型頻率最可能是　　　。 答案 (1)種群中有少數(shù)個體對殺蟲劑具有抗性 (2)遺傳　選擇　生存斗爭　基因頻率 (3)更換殺蟲劑的種類 (4)生殖隔離 (5)基因　 (6)C 解析 (1)從A點到B點,在施用殺蟲劑的初期,由于變異是不定向的,某些害蟲具有抗藥性變異,故害蟲種群密度雖急劇下降,但仍有極少數(shù)個體得以生存。 (2)由于這種抗藥性變異是可以遺傳的,害蟲種群的抗藥性增加,種群數(shù)量增多,因此從B點到C點曲線回升。在這個過程中,農藥對害蟲起選擇作用,自然選擇是定向的,是通過農藥與害蟲之間的生存斗爭實現(xiàn)的。而生物進化的實質是種群基因頻率的改變。 (3)如果A到D為農藥防治期,這說明在C點時,農民最可能采取的措施是改用了其他種類的農藥,部分害蟲由于不具有該種農藥的抗藥性而被淘汰。 (4)兩個種群的甲蟲可以交配并產生小甲蟲,但小甲蟲不育,說明了兩種甲蟲之間存在生殖隔離。 (5)甲蟲種群基因型共有5種,反映了生物種群的基因多樣性。 (6)根據(jù)題意和圖示分析可知,EE的個體繁殖成功率最低,其次是Ee,說明在選擇過程中,EE和Ee的個體會越來越少,而ee的個體會越來越多。